고농도 SiO2를 함유한 CaO-Al2O3-SiO2 슬래그의 탈황능에 대한 연구

Abstract

최근 석유화학 탈황 폐촉매에 Sulfur 와 함께 포함되어 있는 유가금속을 합금철 형태로 회수하는 건식용융환원 공정이 개발되었다. 본 공정에서 유가금속을 효율적으로 회수하기 위해 저 융점의 슬래그 조성은 30wt%의 SiO2를 함유하는 CaO-Al2O3-SiO2계이다. 한편 본 공정에서 합금철 용탕 내 Sulfur 농도를 제어하기 위해서는 슬래그의 탈황능이 측정되어야 하나, 기존 연구에 따르면 15wt% 미만의 SiO2를 함유하는 CaO-Al2O3-SiO2계 슬래그 조성에서의 탈황능만 보고되어 있다. 한편 상기 고농도 SiO2 함유 슬래그 조성에서는 1600℃에서 탄소 포화 용철과의 반응시 상당량의 SiO2가 환원되어 용탕 내 Si이 S와 함께 공존하게 된다. 따라서 본 연구에서는 용융환원 조업 조건인 1600℃, PCO 1 기압 하에서 SiO2 농도에 따른 CaO-Al2O3-SiO2계 슬래그와 Fe-CSat-Si-S 용철과의 반응평형에 의해 S 분배비를 측정하였다. 그리고 슬래그 CaS포화 상태에서의 CaS 용해도를 측정하였다. 이로부터 탈황 폐촉매의 용융환원 조업시 슬래그/용철 간 S 분배 평형을 슬래그 조성 및 양에 따라 예측할 수 있었다.